近日，中国科学院大连化学物理研究所的研究团队在超快激光技术领域取得了重要突破。由研究员李刚和金玉奇领导的研究小组成功研发出了新型薄片超快激光器，该激光器在50至200kHz的重复频率下实现了超过300瓦的平均输出功率。这项研究成果已发表于权威期刊《中国激光》。

此次突破的关键在于团队自主开发的72通薄片泵浦模块。该模块使得激光器能够在高重频条件下稳定地输出高功率皮秒激光脉冲，单脉冲能量达到了6.2兆焦耳，脉冲宽度为720皮秒，光光转换效率高达48.1%。此外，激光器系统的整体功率稳定性RMS保持在0.5%，并且光束质量因子M2低于1.1，显示出卓越的稳定性和光束质量。

在此之前，大连化学物理研究所的研究团队已经在薄片激光器的研制方面取得了多项进展。他们不仅开发了多通薄片泵浦模块的主动对准技术，还研制了新一代的72通薄片泵浦模块及百千赫兹（kHz）高功率腔倒空薄片纳秒激光器，并提出了一种高功率薄片激光器基横模输出的新方法。然而，多通薄片泵浦模块这一核心技术长期由国外厂商垄断，严重制约了国内高功率超短脉冲激光技术的发展。此次研究成果的取得，标志着中国科学家在这一领域的自主创新迈出了坚实的一步。

据研究团队介绍，千瓦级高重频皮秒激光器在自由电子激光器、EUV光源和阿秒脉冲产生，以及工业加工等多个领域有着广阔的应用前景。此次研发的新型激光器不仅展示了中国在超快激光技术上的创新能力，也为未来相关产业的发展提供了强有力的技术支撑。

此项研究的成功，体现了中国科学院大连化学物理研究所在超快激光技术研发领域的领先地位，同时也为中国乃至全球高功率超短脉冲激光技术的发展贡献了力量。未来，该研究所将继续致力于技术创新，争取在更多关键领域实现突破，推动我国在先进激光技术领域的持续进步。

超快激光器

超快激光器是一种先进的光源设备，它能够产生非常短暂的脉冲，这些脉冲的时间尺度通常在皮秒（10^-12秒）或飞秒（10^-15秒）。这种类型的激光器因其脉冲持续时间极短，峰值功率极高，并且能够在不造成热损伤的情况下进行材料加工，而在科学和工业应用中具有重要地位。

超快激光器原理

超快激光器的工作原理依赖于两种关键技术：锁模技术和啁啾脉冲放大（CPA）。锁模技术用来生成超短脉冲，而CPA技术则用于提高单个脉冲的能量。锁模技术可以是主动的，也可以是被动的，而被动锁模通常利用饱和吸收机制。CPA技术是由Arthur Ashkin、Gérard Mourou及其学生Donna Strickland共同发展的，他们也因此获得了诺贝尔物理学奖。

超快激光器特点

脉冲宽度：超快激光器的脉冲宽度可以短至飞秒量级。

脉冲能量：单脉冲能量可以高达30毫焦耳。

重复频率：通常在千赫兹（kHz）以上。

稳定性：高稳定性使得在各种应用中保持一致的性能。

波长范围：超快激光器可以覆盖从红外到紫外的不同波长范围，如红外皮秒、绿光皮秒、紫外皮秒等。

超快激光器应用

超快激光器因其独特的性质，在多个领域内都有广泛的应用：

精密微细加工：由于其脉冲时间极短，超快激光可以在不加热或仅轻微加热材料的情况下进行加工，这在精密制造中非常重要。

科学研究：在非线性光学、强场光学、生物医学成像和治疗、以及基础物理学研究等领域发挥着重要作用。

激光打标：可以实现高精度、无接触的标记，甚至可以在金属上产生彩色标记。

卫星测距：由于其高精度和稳定性，超快激光器也被用于精确的距离测量。

超快激光器发展趋势

随着技术的进步，超快激光器正在变得更小、更可靠、更易于使用，并且成本也在逐渐降低，这促进了其在更多领域的普及和应用。未来的发展方向包括更高的效率、更广泛的波长选择以及更灵活的调制能力。